鋁合金型材的應(yīng)用能否實(shí)現(xiàn)汽車輕量化發(fā)展趨勢(shì)?
不認(rèn)為整車鋁合金車身等于純鋁車身,所謂鋁車身,其實(shí)是指汽車的主要結(jié)構(gòu)部件采用鋁合金,其他部件和零件可以采用非鋁材料來完成,具體的應(yīng)用取決于汽車受力部件的大小,主力部件采用鋁合金材料,利用鋁合金材料的密度來實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。
鋁型材種類繁多,汽車制造用鋁型材以6063-t5為主,是一種新型的鋁合金擠出材料。鋁元素的密度很輕,只有2.7g/cm3,只相當(dāng)于鋼材的1/3,純鋁的強(qiáng)度很低,通過加入其它的鎂、銅、錳、硅、鋅等元素,使鋁型材的抗拉強(qiáng)度達(dá)到180MPa,屈服強(qiáng)度達(dá)到127MPa,大大提高了鋁型材的力學(xué)性能。而整體車身的重量減輕了一半,鋁型材只需要用一半厚度的材料,便可達(dá)到鋼材相同的強(qiáng)度,充分利用了鋁型材質(zhì)量輕和強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。
知道全身不是鋁合金制成的,讓我們知道在哪里使用鋁型材?,F(xiàn)在,全部鋁主體用的鋁型材主要是5系(鋁鎂合金)和6系(鋁鎂硅元素)合金,添加的鎂元素體能夠提高鋁型材的強(qiáng)度,當(dāng)然也用于2系(鋁銅合金)和7系(鋁壓鑄鋅合金),2系鋁合金中添加的銅元素體可以提高車身的硬度,一般作為車身用的金屬板使用,7系的耐腐蝕性和耐磨耗性非常優(yōu)異,但由于中國國內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)水平還沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),通常需要依賴進(jìn)口,而且價(jià)格高,所以只能在航空和軍需等高級(jí)領(lǐng)域使用全鋁體也有最重要的部分。例如,去年1.2月發(fā)售的蔚來汽車ES8在縱南朝梁部只使用了7003型的鋁型材。其他部分,例如底盤車和鑄造件也使用了5系列和6系列的鋁型材。身體的引擎蓋也使用鋁型材。
汽車材料的換代不是環(huán)保的,最重要的是以輕量吸引用戶。傳統(tǒng)的鋼材結(jié)構(gòu)的汽車車身約占到整個(gè)車體重量的35%,而采用鋁合金材料制成的車身,整體重量可減少40%,打個(gè)比方,同一款型號(hào)的汽車,用鋼材結(jié)構(gòu)制造的整體重量為1000kg,而用鋁型材制造的整體質(zhì)量只有600kg,相當(dāng)于從車上下來4個(gè)成年人,毫無疑問,使用全鋁車身的汽車最少可以瞬間提速,輕量化的效果不言而喻。當(dāng)然全鋁車身的價(jià)格不高,現(xiàn)在還沒有普及。鋁合金的成本本來就不便宜。鋁型材加工的過程也比鋼材復(fù)雜,后期要進(jìn)行多種表面處理工藝,如穿山鼠拉斯特氧化和陽極氧化等,提高了鋁型材的耐腐蝕性和外觀性能,整體成本相當(dāng)高,如果不從成本方面考慮,就選擇全鋁車身的汽車。結(jié)果表明,在減輕重量的基礎(chǔ)上,其強(qiáng)度、防腐蝕性能和其他性能能夠滿足用戶的使用需要。
毫無疑問,鋁材的整體性能發(fā)揮了各種優(yōu)勢(shì):整體質(zhì)量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高、抗沖擊性強(qiáng),在機(jī)體主力部件采用鋁材料的前提下,在保證安全性能的前提下,各種抗壓強(qiáng)度沒有受到影響,全身的重量大大降低,從而實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化使用,為帶來全新的駕駛經(jīng)驗(yàn),但高生產(chǎn)成本仍然是全鋁發(fā)展的一個(gè)重要原因。